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1949年,伴隨著新中國的誕生,中國科學院成立。
作為國家在科學技術(shù)方面的最高學術(shù)機構(gòu)和全國自然科學與高新技術(shù)的綜合研究與發(fā)展中心,建院以來,中國科學院時刻牢記使命,與科學共進,與祖國同行,以國家富強、人民幸福為己任,人才輩出,碩果累累,為我國科技進步、經(jīng)濟社會發(fā)展和國家安全做出了不可替代的重要貢獻。 更多簡介 +
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近日,中國科學院沈陽自動化研究所在海洋溫度預測方法研究中取得新進展,提出的基于立體空間-時間的四維卷積模型高精度應用于海水溫度預測。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters上,并申請相關(guān)專利。
海洋溫度預測在全球變暖、漁業(yè)和海洋環(huán)境保護等海洋相關(guān)領(lǐng)域占據(jù)關(guān)鍵地位,是海洋學方面的重要研究內(nèi)容。目前,基于深度學習的預測方法均以時序預測為主,忽視了海洋內(nèi)部的空間聯(lián)系,以點預測點的方式導致特征提取不充分。此外,海洋內(nèi)部不定期存在溫躍層,溫度變化趨勢在溫躍層位置發(fā)生驟變,這加大了海洋溫度預測的難度,因而目前對海水溫度的研究多集中于海表。
沈陽自動化所數(shù)字工廠研究室大數(shù)據(jù)課題組提出一種基于時空四維卷積網(wǎng)絡(luò)的模型。該模型由四維卷積網(wǎng)絡(luò)、殘差網(wǎng)絡(luò)、再校準模塊三部分構(gòu)成。研究利用四維卷積將海洋溫度同時從立體空間、時間維度提取雙重特征;之后緊接殘差單元,利用三維卷積進一步探索海洋的空間特征;運用再校準模塊,探索、量化各個區(qū)域特征的貢獻程度,由此提高模型的質(zhì)量。實驗表明,該模型對海洋0-2000m的水平及剖面預測均取得了高精度結(jié)果,溫躍層的位置及形狀也可準確捕捉??蒲腥藛T將其與主流算法對比,在均方根誤差(RMSE)、平均絕對誤差(MAE)、預測精度(ACC)、決定系數(shù)(R-Square)等指標上均為最優(yōu)。
該研究為海洋溫度預測提供了新的研究思路,可為海洋環(huán)境感知相關(guān)項目提供核心技術(shù)支持。
四維卷積網(wǎng)絡(luò)預測模型
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